BiProMicro

Die Grundlage der Projektidee von BiProMicro bildet ein eigens entwickelter Kultivierungschip, der die mikrofluidische Einzelzellkultivierung erlaubt. Auf diesem Chip können einzelne Zellen unter kontrollierten, wechselnden Bedingungen beobachtet und ausgewertet werden. Durch diesen Ansatz wird es möglich, Aussagen über die Produktivität und Robustheit neuer Zelllinien zu treffen, ohne die sonst üblichen mehrstufigen Skalierungsprozesse durchlaufen zu müssen. Dieser technologische Sprung erlaubt nicht nur erhebliche Einsparungen an Zeit und Material, sondern eröffnet auch die Möglichkeit, wesentlich mehr Stämme als bisher auf ihre industrielle Eignung hin zu untersuchen. Dabei ermöglicht die Einzelzellanalyse eine Bewertung der inneren Heterogenität eines Stamms, was für die Reproduzierbarkeit eines Bioprozesses von großer Bedeutung ist.

Die Idee entstand aus der Arbeitsgruppe „Multiscale Bioengineering“ an der Technischen Fakultät der Universität Bielefeld, in der seit 2017 intensiv zur Anwendung mikrofluidischer Systeme in der Bioverfahrenstechnik geforscht wird. Im Rahmen des Projekts werden vier aufeinander abgestimmte Entwicklungsbereiche verfolgt. Zunächst wird die Auswahl des besten Produktionsstamms durch standardisierte Protokolle formalisiert. In einem zweiten Schritt erfolgt die Validierung der Vorhersagekraft des Chips in Kooperation mit Industriepartnern, indem die Ergebnisse aus dem miniaturisierten Maßstab mit Daten aus realen Bioprozessentwicklungen im Produktionsmaßstab verglichen werden. Parallel dazu werden die bestehenden Chips weiterentwickelt, sodass zukünftig auch komplexe Kultivierungsbedingungen mit mehreren Einflussparametern abgebildet werden können. Den vierten Bereich bildet die Evaluation einer Ausgründung des Unternehmens BiProMicro.

Die gesellschaftliche Relevanz des Projekts ergibt sich aus der zunehmenden Bedeutung biotechnologischer Verfahren in einer nachhaltig orientierten Wirtschaft. BiProMicro trägt dazu bei, Produktionsprozesse ressourcenschonender, sicherer und schneller zu gestalten und unterstützt somit aktiv den Wandel zu einer biobasierten Ökonomie. Darüber hinaus besitzt die entwickelte Technologie ein hohes Transferpotenzial in weitere Anwendungsbereiche, etwa in der biomedizinischen Forschung oder der Umweltbiotechnologie. Untersuchungen von Zellverhalten unter variierenden Bedingungen, wie sie im menschlichen Körper oder in Umweltproben vorkommen, werden mit der Technologie erstmals in dieser Form möglich.